Concentrazione in potassio dell'endolinfa di rana

E' noto che l'endolinfa, contenuta all'interno del labirinto membranoso, presenta un contenuto in ioni inorganici analogo a quello dei liquidi intracellulari; per quanto riguarda i cationi è infatti caratterizzata da una elevata concentrazione in K e da una bassa concentrazione in Na. Tutti gli Autori sono concordi nell'attribuire alla composizione ionica dell'endolinfa, ed in particolare all'elevata concentrazione in K, una grande importanza sebbene non si sia precisato il suo significato nella funzione dell'apparato stato-acustico. Secondo Johnstone l'elevato contenuto in K dell'endolinfa condizionerebbe il mantenimento del potenziale endolinfatico, mentre Lowenstein ritiene che esso sia da porre in relazione con il mantenimento delle caratteristiche chimico-fisiche dei mucopolisaccaridi presenti negli organi sensoriali dell'orecchio interno. E' evidente che una interpretazione del significato funzionale dell'elevato contenuto in K dell'endolinfa richiede la determinazione esatta della concentrazione di questo ione; tuttavia le difficoltà legate alle tecniche di prelievo del liquido endolinfatico e del dosaggio di quantità molto piccole di questo ione, hanno portato a discordanze nei valori ottenuti come indicato nella Tabella (omissis) ove sono riportati i dati della letteratura sul contenuto in K nell'endolinfa di diverse specie animali e gli Autori che li hanno ottenuti. Scopo della presente ricerca è stata 1a determinazione della concentrazione del K nell'endolinfa della Rana. La necessità di conoscere questo dato si è presentata nel corso delle ricerche sulla fisiologia dei canali semicircolari di questo animale che già da alcuni anni sono oggetto di studio nel nostro laboratorio. L'unico dato sul contenuto in K dell'endolinfa della Rana è quello di Henriksson, Gleisner e Johansson 136 mEq/1; esso merita di essere verificato in quanto, secondo il risultato di questi Autori, l'osmolarità dell'endolinfa della Rana risulterebbe di 300 mOsm e quindi notevolmente superiore a quella comunemente accettata per i liquidi organici di questa specie animale. I nostri esperimenti sono stati effettuati su rane (Rana esculenta) del peso di 20-25 g nel periodo primavera-estate. Al fine di ottenere la massima quantità di endolinfa il labirinto membranoso veniva completamente isolato, sotto un microscopio binoculare, e posto in una soluzione isotonica di saccarosio per evitare che all'atto del prelievo il campione potesse essere contaminato dal Na presente nella normale soluzione fisiologica. Venivano scartati i preparati nei quali insorgeva il dubbio che la parete del labirinto fosse stata lesa durante la dissezione. Il preparato veniva quindi trasferito su una tavoletta di plexiglas inclinata, perfettamente asciutta e pulita. La superficie esterna del labirinto era accuratamente asciugata mediante carta da filtro. Per il prelievo veniva utilizzata una micropipetta di vetro, ottenuta da un capillare del diametro di circa 1 mm, tirato alla fiamma, dopo essere stato accuratamente lavato con acqua bidistíllata, acetone, cloroformio. La pipetta era connessa mediante un tubicino di politene con una siringa micrometrica; attraverso una piccola apertura praticata nella parete del labirinto si faceva penetrare la punta della micropipetta il cui riempimento avveniva inizialmente per capillarità e veniva successivamente facilitato con moderate suzioni ottenute con la microsiringa, mentre il labirinto veniva delicatamente compresso con un sottile bastoncino di vetro. In ogni prelievo il livello raggiunto dall'endolinfa nel capillare era contrassegnato da una sottile tacca colorata. Il campione prelevato, il cui volume variava fra 0,4-2,6 microl era diluito in 25 ml di acqua bidistillata e conservato in recipienti di politene. Con lo stesso capillare utilizzato per ogni prelievo veniva poi prelevato un ugual volume di una soluzione di KCl contenente 100 mEq/l di K. Anche questo volume veniva diluito in 25 ml di acqua bidìstillata. La concentrazione del K presente nel campione poteva così essere determinata per confronto con un uguai volume della soluzione a titolo noto. Per le determinazioni spettrofotometriche si è utilizzata un'apparecchiatura comprendente uno spettrometro ottico della Jarrell-Ash, modello 82000 ed un bruciatore del tipo Nippon-Jarrell 10 cm raffreddato ad acqua ed alimentato con una miscela aria-acetilene alla pressione rispettivamente di 2 e 1 atmosfera. L'elettronica associata comprendeva un fotomoltiplicatore Hamamatsu R 406 con relativa alimentazione. La sensibilità dell'apparecchiatura era sufficiente per rivelare 0,01 ppm di K. Veniva fatta preliminarmente la taratura dell'apparecchio utilizzando soluzioni di 1C a titolo noto (0,05; 0,1; 0,2; 0,5 ppm) e quindi le determinazioni su 5-10 ml dei diversi campioni. Alla fine delle analisi la taratura dell'apparecchio veniva controllata. La determinazione del K nell'endolinfa è stata fatta su un numero complessivo di 36 labirinti. Nell'intervallo di tempo tra i prelievi e le analisi i campioni erano conservati in frigorifero alla temperatura di 0 °C. Le concentrazioni in K dell'endolinfa ottenute dai diversi preparati hanno mostrato una notevole variabilità (20-120 mEq/l) nei 36 campioni analizzati. Dalla media di tutte le determinazioni la concentrazione in K dell'endolinfa della Rana è risultata di 50,167 +/- 3,116 mEq/1. Questa misura è qualitativamente in accordo con l'osservazione che il contenuto in K dell'orecchio interno è nettamente superiore a quello dei liquidi extracellulari; essa è tuttavia notevolmente inferiore al valore ottenuto da Henriksson e Coll. E' improbabile in ogni caso che la concentrazione in K dei liquidi organici della Rana, possa presentare una variabilità così ampia da giustificare la dispersione dei valori da noi ottenuti. Questa variabilità quindi è da attribuirsi ad errori sperimentali quali, ad esempio, fortuite diluizioni o contaminazioni dei campioni durante i prelievi. D'altra parte l'eventuale diluizione dei campioni con liquidi esterni al labirinto non sembra essere una sistematica fonte di errore. Infatti se si mettono in relazione i volumi dell'endolinfa prelevati con i valori della concentrazione del K misurata, l'analisi della varianza permette di escludere (P <1%) una dipendenza tra le due variabili e cioè che le minori concentrazioni di K siano state trovate in corrispondenza dei prelievi più abbondanti. La concentrazione in K di circa 50 mEq/l, da noi ottenuta per l'endolinfa di Rana, sembra in ogni caso molto più attendibile di quella trovata da Henriksson e Coll.; infatti nella maggior parte delle altre specie animali la concentrazione del K nell'endolinfa è stimata pari a circa 30 volte quella dei liquidi extracellulari. Assumendo che questi ultimi nella Rana contengano 2 mEq/1 di K, la concentrazione di questo ione nell'endolinfa dovrebbe essere di circa 60 mEq/l, valore che ben si accorda con i risultati delle nostre determinazioni.